DE2721321C2 - Wärmeübertrager mit einer von einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt gebildeten inneren Begrenzung und einer etwa dazu koaxialen äusseren Begrenzung - Google Patents
Wärmeübertrager mit einer von einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt gebildeten inneren Begrenzung und einer etwa dazu koaxialen äusseren BegrenzungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einer von einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt
gebildeten, inneren Begrenzung, einer etwa koaxial dazu angeordneten äußeren Begrenzung und einer, in
einem mittleren Teil des Übertragers im Ringraum zwischen den beiden Begrenzungen hin und her
verlaufenden Trennwand zur Trennung der vorzugsweise im Gegenstrom in axialer Richtung den mittleren
Übertragerteil durchströmenden Medien. Im Rahmen der vorliegenden Unterlagen schließt der Begriff
»kreiszylindrisch« auch — besonders bei großen Durchmessern — leichter herstellbare, polygonartige
sowie in Achsrichtung des Wärmeübertragers leicht konisch verlaufende, innere Begrenzungen ein.
Ein Wärmeübertrager der vorstehend genannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 2 430 227 bekannt; bei
einer Ausführungsform des dort gezeigten Wärmeübertragers sind alle radialen Abschnitte zick-zack-artig
geformt. Es ist dabei keinerlei Abstützung der in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abschnitte der
Trennwand vorhanden. Diese Konstruktion besitzt daher den Nachteil, daß bei unterschiedlichen Drücken
der beiden am Wärmeübergang beteiligten Medien die hin und her verlaufenden Bereiche der Trennwand
verformt werden, so daß die Querschnitte für das Medium höheren Druckes auf Kosten derjenigen für das
' ledium niederen Druckes größer werden. Infolgedessen
ändert sich der Durchfluß beider Medien durch den Wärmeübertrager; weiterhin besteht die Gefahr von
Brüchen in den einzelnen Bereichen der Trennwand. Bei
einer anderen der dort gezeigten Konstruktionen verläuft zwischen glatten, radialen Bereichen der
Trennwand im Inneren des Strömungsweges eines der Medien mit Abstand eine gewellte Platte; diese ist kein
Bestandteil der Trennwand, sondern ein Einsatzkörper zur Strömungsbeeinflussung des in den betreffenden
Strömungswegen strömenden Mediums.
Aus der US-PSen 2 429 509, 3 255 818 und 3 322 189 sind Wärmeübertrager bekannt, bei denen die von
glatten Wänden begrenzten Strömungskanäle mit Hilfe von gewellten Einsatzkörpern «ersteift werden. Auch
hier sind die Einsatzkörper kein Teil der beide Medien
trennenden Trennwand, durch die hindurch der Wärmeübergang stattfindet, sondern nur Versteifungselemente,
durch die — ebenso wie durch die Einsatzkörper der vorher beschriebenen Konstruktion
- die Druck Verluste vergrößert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Festigkeit und Stabilität eines Wärmeübertragers der eingangs genannten
Art unler Beachtung einer Konstruktiv einfachen Strömungsführung für die Zu- und Abfuhr der
Medien zu vergrößern, ohne daß neben der Trennwand zusätzliche Einbauten erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die zwischen den Begrenzungen verlaufenden
Abschnitte der radial hin und her verlaufenden, durch wechselweise an ihren Innen- und Außenkanten
miteinander verbundene Blechtafeln gebildete Trennwand im Umfangsrichtung des Wärmeübertragers
abwechselnd glatt oder gewellt ausgebildet sind, wobei die Kämme der Wellen in Achsrichtung des Übertragers
verlaufen, daß die gewellten Abschnitte mit ihren Kämmen jeweils auf beiden benachbarten glatten
Abschnitten so abgestützt werden, daß von innen nach außen zwischen zwei glatten Abschnitten der Trennwand
in axialer Richtung verlaufende Kammern gebildet werden, die abwechselnd vom einen oder vom
anderen Medium durchströmt sind, und daß ferner an beide Enden des mittleren Übertragerteils Endteile
anschließen, in welchen die gewellten Abschnitte fortsetzende Abschnitte mindestens soweit geglättet
bzw. ihre Buckelhöhen mindestens soweit vermindert sind, daß sie zusammen mit den die glatten Abschnitte
fortsetzenden Abschnitten zusammenhängende Strömungswege für die Zu- bzw. Abfuhr der Medien im
Kreuzstrom bilden.
Bei der neuen Konstruktion bilden die gewellten Abschnitte Abstützungen für die glatten Abschnitte der
Trennwand, ohne daß zusätzlichen Material- und Arbeitsaufwand bedingende Einsatzkörper notwendig
sind; die glatten Abschnitte können sich daher nicht
mehr verformen, so daß auch keine Änderungen in den Durchflußquerschnitten für das eine oder für das andere
Medium auftreten. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion gegenüber der eckig-meanderförmigen
Trennwand der eingangs diskutierten bekannten Anordnung besteht darin, daß die Strömungsquerschnitte
gerundet sind, wodurch die Verstopfungsgefahr vermindert wird.
Die Verminderung der Wellenhöhe in den Abschnitten Sund Cergibt dort taschenartige Strömungskanäle,
durch die die Zu- und Abfuhr der Medien zu der und ihre Verteilung auf die Vielzahl der Strömungsbereiche im
mittleren Abschnitt auf einfache und platzsparende Weise in einem Kreuzstrom gewährleistet wird.
Zum Erreichen möglichst optimaler Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse über die ganze radiale
Erstreckung im Strömungsbereich empfiehlt es sich weiter, daß bei radial auswärts sich erweiternden,
zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Abschnitten befindlichen Strömungsbereichen sich die
Wellenhöhe der gewellten Abschnitte der Trennwand mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich
vergrößert während sich ihre Wellenlänge verkleinert. Mit Hilfe dieser Maßnahmen werden über die ganze
radiale Erstreckung die Strömungsbereiche in einzelne Abschnitte mit etwa gleichem hydraulischen Radius
unterteilt, was gleichmäßige Verhältnisse für die Wärmeübertragung ergibt.
Die von der inneren Begrenzung des Rohrabschnittes ausgehenden Trennwandabschnitte können aber auch
vorteilhaft evolvenartig gekrümmt sein, derart, daß je zwei in Umfangsrichtung des Elementes aufeinander
folgende Abschnitte über ihre ganze Erstreckung quer zur Längsachse des Übertragerelementes Strömungsbereiche einschließen, die gleiche geometrische Beschaffenheit
aufweisen. Eine solche Ausführungsform ermöglicht, eine gleichmäßige Wellung für die Wände
vorzusehen und trotzdem den ganzen verfügbaren Querschnitt mit im Querschnitt gleichen Strömungsbereichen
dür die beiden Medien zu belegen.
Eine bevorzugte konstruktive Ausführungsform für den Wärmeübertrager ergibt sich, wenn die Abschnitte
der Trennwand abwechslungsweise nach zwei verschiedenen Mustern geformt sind, so daß das eine Muster in
einer mittleren Partie des Übertragerelementes achsparallele Wellen aufweist, die sich von einem mittleien
Niveau abwechslungsweise auf die Höhe + H und - H erheben bzw. senken, wobei dieses Muster auf der einen
Längsseite auf der Höhe + H und auf der anderen Längsseite auf der Höhe — H endet und wobei
außerhalb der mittleren Partie Abschnitte mit an die + H-Wellen anschließende, ausschließlich vom Niveau 0
bis zur Höhe Hsich erhebende Buckeln vorhanden sind,
und daß das Muster des anderen Abschnittes im Bereich der mittleren Partie auf der Höhe - H etwa eben
verläuft und außerhalb der mittleren Partie Abschnitte mit sich von der Höhe — H auf die Höhe 0 erhebenden
Buckeln aufweist, und wenn abwechslungsweise die eine und die andere Längsseite benachbarter Bleche auf
ihrer gesamten Länge miteinander dichtend verbunden sind. Die Buckel können dabei beispielsweise als Rillen
ausgebildet sein, während die Abschnitte außerhalb des mittleren Bereiches lanzettförmig zugeschnitten sein
können.
Weiterhin kann die Maßnahme getroffen sein, daß die Rillen des »gewellten« Abschnittes nach jener Wandlängsseite
hin verlaufen, die tiefer als die andere Längsseite liegt, und daß die Rillen im »glatten«
Abschnitt nach der anderen Längsseite verlaufen, so daß in benachbarten Räumen befindliche Rillen sich
kreuzen; schließlich kann die gegenseitige Abstützung der Abschnitte in den Bereichen B und C verbessert
werden, wenn zwischen den in Fortsetzung der zwischen den Höhen 0 und +H sich erhebenden
Wellenkämme des »gewellten« Abschnitts verlaufenden Rillen weitere Rillen vorgesehen sind.
Die Erfindung und weitere mit ihr zusammenhängende Wirkungen und Vorteile sind nachstehend anhand
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
F i b. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Wärmeübertragers,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il des in Fig. 1
gezeichneten Übertragers,
F i g. 3 — in gleicher Darstellung wie F i g. 2 — einen
Querschnitt durch einen Wärmeübertrager mit evolventenartig verlaufenden Abschnitten der Trennwand,
F i g. 4 bzw. 5 — in Schnitten ähnlich demjenigen von Fi g. 2 — in schematischer Darstellung Anordnung und
Form von Trennwandabschnitten im mittleren bzw. einem Endbereich B einer Ausführungsform, wie sie
unter entsprecht nder Anpassung in Anordnungen gemäß den Fig. 1,2 und 3 benützt werden können,
F i g. 6 bzw. 7 Aufsichten, ähnliche Fig. Lauf — einen
gewellten bzw. einen glatten Abschnitt des mittleren Bereichs fortsetzende — Abschnitte in einem Endbereich,
Fig. 8 in gleicher Darstellung wie Fig. 5, eine Variante der Abschnitte der Trennwand in einem
Endbereich.
Der Wärmeübertrager nach Fig. 1 und 2 ist in Längsrichtung in drei Bereiche A, B und C unterteilt,
wobei die an den mittleren Bereich oder Teil anschließenden Endbereiche oder Endteile B und der
Zu- und Abfuhr der am Wärmeübergang beteiligten Medien zu bzw. aus dem das eigentliche Übertragerelemente
bildenden Bereich A dienen.
Der zwischen einer inneren Begrenzung 65 und einer äußeren Begrenzung 65a entstehende Ringraum im
mittleren Bereich A des Wärmeübertragers 61 ist durch eine Trennwand 62, die in Abschnitte 62a und 62b
unterteilt ist, ausgefüllt; wie Fig. 2 veranschaulicht, verlaufen die Abschnitte 62a und 626 im wesentlichen in
radialer Richtung des Ringraumes, wobei erfindungsgemäß auf einen glatten Abschnitt 62a in Umfangsrichtung
ein gewellter Abschnitt 62a und auf diesen wiederum ein glatter Abschnitt 62a folgen. Die Trennwand ist aus
Blech gefertigt: die Wellenfronten oder gewellten Abschnitte 626 verlaufen in Richtung der Längsachse
des Übertrageretementes 61 und sind beispielsweise durch Tiefziehen erzeugt. Die Wellenbuckel und die
Wellentäler der gewellten Abschnitte 626 stützen sich gemäß der Erfindung auf den glatten Abschnitten 62a,
was eine außerordentliche steife und druckfeste Konstruktion ergibt.
Im Bereich des Mittelteils A sind die Abschnitte 62a
und 626 abwechselnd radial innen und radial außen zur Erzeugung der Trennwand 62 miteinander verschweißt,
so entstehen Strömungsbereiche oder Kammern 63 für das eine Medium und jeweils benachbarte Strömungsbereiche
oder Kammern 64 für das andere Medium.
Die Wellen der Abschnitte 626 weisen mit zunehmendem
Abstand von der inneren Begrenzung 65 des Elementes 61 sich vergrößernde Wellenhöhen h auf;
umgekehrt vermindert sich die Wellenlänge /. Auf diese Weise ist der hydraulische Radius durch die gewellten
und die glatten Abschnitte 62a bzw. 626 gebildeten Kammern 63 und 64 etwa gleich groß, so daß in den
verschiedenen Kammern gleiche Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse erzielt werden können.
Die Abschnitte 62a stützen sich innen radial auf der Begrenzung 65 ab, die über einen Ring 66 mit dem
inneren Leitrohr 67 verbunden ist. Zwischen der Begrenzung 65 und dem Rohr 67 befindet sich eine
Isoliermasse 68, die sich auch über die Begrenzung 65 hinaus fortsetzt
In den Endbereichen B und C sind die Bleche der Abschnitte 62a und 626 lanzettförmig zugeschnitten und
mit Rillen versehen, die bei den Abschnitten 626 nach außen und für die Abschnitte 62a einwärts gegen den
zentralen Bereich des Elementes 61 gekrümmt sind. Die grundsätzliche Anordnung dieser Wellen und Rillen
wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 4 bis 8 näher erläutert.
Die Bleche der Abschnitte 62;) und 626 sind an den Lanzettspitzen mit zwei Ringen 69 bzw, 70 verschweißt.
Der Ring 69 ist durch eine Kalotte 71 überdacht. Sie dient zur Aufnahme von Druckkräften, für die eine
Scheibe anstelle des Ringes 69 bei innerem oder äußeren Überdruck wenig geeignet wäre. Der Ring 70
ist über ein konisches Verbindungsstück 72 an ein äußeres Anschlußrohr 73 angeschlossen.
Bei dem dargestellten Ausführuiigsbeispiel strömt das
eine Medium in Richtung der Pfeile 74 in die aus den Kammern 64 gebildeten Strömungsbereiche, um in
Richtung der Pfeile 75 aus dem Wärmeübertragerelement 61 abzuströmen. Das andere Medium strömt in
Richtung des Pfeiles 76 durch das Innere des Leitrohres 67 aufwärts, um sich im Bereich des Übertragerteils B in
Richtung der Pfeile 77 im Gegenstrom zum ersten Medium in die aus den Kammern 63 gebildeten
Strömungsbereiche für das andere Medium zu verteilen. Der Austritt des zweiten Mediums aus dem Übertragerelement
61 erfolgt in Richtung der Pfeile 78 durch den Raum zwischen dem Leitrohr 67 einerseits und dem
Verbindungsstück 72 und dem Rohr 73 andererseits.
Entsprechend dem aus Fig. 2 ersichtlichen Schnitt durch einen Wärmeübertrager gemäß F i g. 1 gibt F i g. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel wieder; bei diesem erstrecken sich die den Abschnitten 62a entsprechenden
Abschnitte 82a nicht mehr in radialer Richtung, sondern in Richtung von Evolventen. Die Abschnitte 82;i haben
deshalb praktisch über ihre ganze Erstreckung quer zur Längsrichtung einen konstanten Abstand. Die zwischen
je zwei Abschnitten 82a befindlichen Abschnitte 826 sind erfindungsgemäß wie die Abschnitte 626 gewellt
und stützen sich zwischen den Abschnitten 82a ab. Die geschilderte Ausführung hat den zusätzlichen Vorteil;
daß die Tiefziehfähigkeit des Blechmateriis wegen der gleichen Ziehtiefe über die ganze radiale Erstreckung
besser ausgenützt werden kann.
F i g. 4 veranschaulicht einen Teilschnitt senkrecht zur Längsachse durch den Bereich A des Wärmeübertragers
gemäß Fig. 1, wobei jedoch angenommen ist. daß der Übertrager mit einem Übertragerelement gemäß
Fig.3 versehen ist; dabei sind die evolventenartig
vertaufenden Strömungsbereiche für die beiden Medien schematisch als Abwicklungen gezeigt. Somit erscheinen
zwei benachbarte, nicht gewellte, glatte Abschnitte 82ai und 82a2 im Schnitt als gerades und zwei
benachbarte gewellte Abschnitte 826t und 826j als sinusartiges Profil Die Trennwand 82 erstreckt sich von
einem in der Abwicklung schematisch durch die innere Begrenzung 85 mit Isolation 84 angedeuteten zentralen
Bereich zu einem durch die äußere Begrenzung 83 angedeuteten peripheren Bereich. Die Abschnitte 82a!
und 826i schließen einen durch vertikale Schraffur hervorgehobenen Strömungsbereich 86 für ein erstes an
der Wärmeübertragung beteiligtes Medium ein. Ein weiterer Strömungsbereich 87 für das erste Medium
liegt zwischen den Abschnitten 82a2 und 8262. Für das
zweite Medium bilden die Abschnitte 826i und 82a? eine
Kammer 88 und die Abschnitte 8262 und 82aj eine
Kammer 89. Die letztgenannten Kammern sind durch horizontale Schraffur hervorgehoben. Es sei angenommen,
daß sich die sinusartig verlaufenden Abschnitte 826 von einem mittleren Niveau 0 abwechselnd auf die
Höhe + Woder - Herheben bzw. senken.
In den Bereichen B und C (F i g. 1) haben die
Abschnitte 82'a und 82'6, die die Abschnitte 82a und 826 des mittleren Bereichs A fortsetzen, ein anderes Profil:
die Bleche der Abschnitte 82'6 verlaufen — wie F i g. 5 veranschaulicht — zur Hauptsache auf dem Niveau O,
aus dem sich Rillen 906 erheben bis zur Höhe + //. Die Abschnitte 82'a verlaufen im wesentlichen auf dem
Niveau -Wund besitzen Rillen 90a, die sich auf das Niveau 0 erheben. Die Rillen benachbarter Bleche oder
Abschnitte sind dabei, weil sie geneigt zur Zwischenebene und kreuzweise zueinander verlaufen, über einen
Großteil ihrer Länge — im Gegensatz zur Darstellung dor Fig. 5 — gegeneinander versetzt, so daß sich die
Abschnitte 82'a und 82'6 auch in den Bereichen B und C
aufeinander abstützen.
In den Bereichen B und C, in denen das Übertragerelement
in seinem zentralen Bereich nicht mehr durch die innere Begrenzung 85 begrenzt ist. sind jeweils der
Abschnitt 82'6 und der Abschnitt 82'a2 an der inneren
Kante miteinander dicht verbunden, desleichen die Abschnitte S2't>2 und 82'äj. Auf den ganzen, dem
Zentrum zugekehrten Seiten enden diese Verbindungen auf dem Niveau + H, wenn jeweils das Hauptniveau
eines Abschnittes als mittleres Niveau 0 angenommen wird. Umgekehrt sind an der äußeren Umfangsseite der
Abschnitt 82'aj mit demjenigen 82'6| bzw. das Blech des Abschnittes 82'32 mit demjenigen des Abschnittes 82'6i
dicht verbunden, und zwar auf dem Niveau 0. Die für den Bereich A (Fig.4) geschilderten Strömungsbereiche
86 und 87 (senkrechte Schraffur) öffnen sich somit in den Bereichen B und C gegen die zentrale Partie des
Wärmeübertragers, d. h. das betreffende Medium kann den Kammern 86 bzw. 87 in Richtung der Pfeile 77 und jo
78 (Fig. 1) zuströmen bzw. aus ihnen abströmen. Demgegenüber sind die Kammern 88 und 89 für das
andere Medium (horizontale Schraffur) auf der Innenseite verschlossen und öffnen sich am äußeren Umfang;
ein Zu- bzw. Abfluß des Mediums für diese Kammern kann deshalb in Richtung der Pfeile 74 bzw. 75 (F i g. 1)
erfolgen.
Fig.6 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Blech
für die Abschnitte 826 und 82'6 am Übergang vom mittleren Bereich A in den Endbereich B. Die Kante 91
ist der zentralen Partie des Übertragerelementes zugekehrt und verläuft im Sinne von F i g. 4 und 5 über
ihre ganze Länge auf der Höhe +H, während die Umfangskante 92 im Bereich B auf der Höhe 0 verläuft,
hingegen auf der Höhe — H im Bereich A. Die strichpunktierte Linie 93 veranschaulicht das Profil im
Bereich A und eine entsprechende Linie 94 das Profil im Bereich B. Die Rillen 906 sind mit nach außen
zunehmendem Abstand nach außen gekrümmt etwa gemäß dem Verlauf der Kante 91 im Bereich B.
Fig. 7 zeigt in einer ebenfalls schematischen Ansicht
ein nach einer Evolvente gemäß Fig.3 verlaufendes
Blech der Abschnitte 82a und 82'a wiederum am Übergang von A nach B. Beim Zusammenbau des
Blechpakets kommt jeweils ein Blech der Abschnitte 826. 82'6 auf ein Blech der Abschnitte 82a, 82'a zu liegen.
Die äußere Längskante 95 verläuft im Bereich A auf dem Niveau — H, im Bereich B auf dem Niveau 0.
während die gegenüberliegende Längskante 96 über ihre ganze Länge auf der Höhe - H verläuft. Das Profil
im Bereich B ist durch die strichpunktierte Linie 97 angedeutet; im Bereich A ist der Abschnitt 82a
entsprechend Fig.4 eben ausgebildet. Die Rillen 90a sind mit nach außen zunehmendem Abstand einwärts
gekrümmt und verlaufen etwa parallel zu der Kante 95.
Die Kante 95 der Abschnitte 82a und 82'a (F i g. 7) und die Kante 92 (F i g. 6) der Abschnitte 826 und 82'6 liegen
über den Bereichen A, B und C jeweils auf der gleichen Höhe — H bzw. 0. Ihre Bleche können also nach dem
Aufeinanderlegen dicht miteinander verbunden werden. An den Enden der Bleche übernimmt ein dem Ring 69 in
Fig. 1 entsprechender, nicht gezeichneter Ring die dichte Verbindung. Auf der iiineiiseile lassen die Kanten
% und 91 einen Zwischenraum offen, der in den Bereichen ßbzw. Cdas Durchströmen eines der Medien
im Sinne der Pfeile 77 und 78 in F i g. 1 und 5 ermöglicht. Auf der Außenseite lassen die Kanten 92 und 95 einen
Zwischenraum offen, der in den Bereichen ßbzw. Cdas Durchströmen des anderen Mediums im Sinne der
Pfeile 75 und 74 ermöglicht.
In einer Aufsicht auf den mittleren Teil A stellt F i g. 8
einen der Darstellung der Fig. 5 ähnlichen Schnitt durch den Endteil B dar; diese Darstellung zeigt eine
weitere Ausführungsform der Bleche für die Abschnitte 82'a und 82'6der Bereiche Sund C.
Im Gegensatz zu Fig. 5 sind hier die Wellen des
Abschnittes 826 des mittleren Bereiches A nicht nur zu Buckeln 906 erniedrigt, sondern zu einer ebenen Fläche
vollständig geglättet. Diese Bleche der Abschnitte 82'6 verlaufen daher im wesentlichen parallel zu den Blechen
der Abschnitte 82'a, die ihrerseits in diesem Beispiel beim Übergang vom mittleren Teil A in die Endteile B
und Cin ihrer Form nicht verändert werden.
An ihren Enden sind die Bleche der Abschnitte 82'6 um die Höhe Habgewinkelt, wodurch die Niveauhöhen
der Kanten 92' und 95" bzw. 9Γ und 96' aneinander angeglichen werden, um an diesen Kanten wechselseitig
außen und innen auf der einen Seite eine dichte Verbindung und auf der anderen Seite je eine
Durchströmöffnung für die Medien zwischen den Abschnitten 82'a und 82'6 zu schaffen.
Die Erfindung ist nicht auf die bisher geschilderten Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann die
Wellung der hin und her verlaufenden Trennwand 62 bzw. 82 anders geformt sein als es im Zusammenhang
mit den F i g. 1,2 und 3 erläutert wurde.
Wenn auch das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung auf die Wärmeübertragung zwischen gasförmigen
Medien — inbesondere in Hochternperatur-Reaktoren
— ausgerichtet ist, läßt sich die Erfindung mit den gleichen Vorteilen und Wirkungen auch für
flüssige Medien oder für ein flüssiges und ein gasförmiges, miteinander an der Wärmeübertragung
beteiligtes Medium benützen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Wärmeübertrager mit einer von einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt gebildeten, inneren Begrenzung,
einer etwa koaxial dazu angeordneten äußeren Begrenzung und einer, in einem mittleren
Teil des Übertragers im Ringraum zwischen den beiden Begrenzungen hin und her verlaufenden
Trennwand zur Trennung der vorzugsweise im Gegenstrom in axialer Richtung den mittleren
Übertragerteil durchströmenden Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Begrenzungen (65, 65a; 83, 84) verlaufenden
Abschnitte (52a, 626; 82a, 826,) der radial hin und her
verlaufenden, durch wechselweise an ihren Innen- und Außenkanten miteinander verbundene Blechtafeln
gebildete Trennwand (62; 82) in Umfangsrichtung des Wärmeübertragers abwechselnd glatt oder
gewellt ausgebildet sind, wobei die Kämme der Wellen in Achsrichtung des Übertragers verlaufen,
daß die gewellten Abschnitte (626, 826,) mit ihren Kämmen jeweils auf beiden benachbarten glatten
Abschnitten (62a,82a,)so abgestützt werden, daß von
innen nach außen zwischen zwei glatten Abschnitten der Trennwand in axialer Richtung verlaufende
Kammern (63,64;86,88; 87,89) gebildet werden, die
abwechselnd vom einen oder vom anderen Medium durchströmt sind, und daß ferner an beide Enden des
mittleren Übertragerteils (A) Endteile (B, C) anschließen, in welchen die gewellten Abschnitte
(62b, 826,) fortsetzende Abschnitte (S2'b) mindestens
soweit geglättet bzw. ihre Buckelhöhen mindestens soweit vermindert sind, daß sie zusammen mit den
die glatten Abschnitte (62a, 82a,) fortsetzenden Abschnitten (82'a,) zusammenhängende Strömungswege für die Zu- bzw. Abfuhr der Medien im
Kreuzstrom bilden.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei radial auswärts sich
erweiternden, zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Abschnitten (62a, 62b,) befindlichen
Strömungsbereichen (63,64) sich die Wellenhöhe (h) der gewellten Abschnitte (62b) der Trennwand (62)
mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich vergrößert, während sich ihre Wellenlänge (I)
verkleinert.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (82a, 826,) der
Trennwand evolventenartig gekrümmt sind, derart, daß je zwei in Umfangsrichtung des Elementes
aufeinander folgende Abschnitte (82a, 826,1 über ihre
ganze Erstreckung quer zur Längsachse des Übertragerelementes Strömungsbereiche einschließen,
die gleiche geometrische Beschaffenheit aufweisen.
4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte
(62a, 626; 82a, 826,) der Trennwand abwechslungsweise nach zwei verschiedenen Mustern geformt
sind, daß das eine Muster in einer mittleren Partie (A) des Übertragerelementes (61) achsparallele
Wellen (626; 826,) aufweist, die sich von einem mittleren Niveau 0 abwechslungsweise auf die
Höhe + H und —H erheben bzw. senken, wobei dieses Muster auf der einen Längsseite (91) auf der
Höhe +Wund auf der anderen Längsseite (92) auf der Höhe -H endet und wobei außerhalb der
mittleren Partie (A) Abschnitte (%2'b) mit an die + W-Wellen anschließende, ausschließlich vom Niveau
0 bis zur Höhe H sich erhebende Buckeln (906,)
vorhanden sind, daß das Muster des anderen Abschnittes (62a; 92a) im Bereich der mittleren
Partie (A) auf der Höhe — f/etwa eben verläuft und
außerhalb der mittleren Partie Abschnitte (82'a,) mit sich von der Höhe -H auf die Höhe 0 erhebenden
Buckeln (90a,) aufweist, und daß abwechslungsweise
ίο die eine und die andere Längsseite benachbarter
Bleche auf ihrer gesamten Länge miteinander dichtend verbunden sind.
5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buckel als Rillen (90a,
906^ausgebildet sind.
6. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (906,) des
»gewellten« Abschnittes (82'6J nach jener Wandlängsseite (92) hin verlaufen, die tiefer als die andere
Längsseite (91) liegt, und daß die Rillen (90a) im »glatten« Abschnitt (82'a^ nach der anderen
Längsseite (96) verlaufen, so daß in benachbarten Räumen befindliche Rillen sich kreuzen.
7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte
(82'a, 82'6,) außerhalb einer mittleren Partie (A) des
Wärmeübertragerelementes lanzettförmig zugeschnitten sind.
8. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in
Fortsetzung der zwischen den Höhen 0 und +H sich ergebenden Wellenkämme des »gewellten« Abschnitts
(S2'b) verlaufenden Rillen (906; weitere
Rillen (90c) vorgesehen sind.
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